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《边坡稳定性的三维极限平衡分析方法及应用_冯树仁.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第21卷第6期岩土工程学报Vol.21No.61999年11月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringNov.,1999＊边坡稳定性的三维极限平衡分析方法及应用3Dlimitequilibriummethodforslopestabilityanditsapplication冯树仁丰定祥葛修润谷先荣(中国科学院武汉岩土力学研究所,武汉,430071)文摘边坡稳定性评价,特别是对于具有复杂几何特征的问题,应作为三维问题来处理。文中提出了一种评价边坡稳定性的三维极限平衡方法。该方法中滑面可采用4种类型:天然不连
2、续面,剪切作用形成的球面,剪切作用形成的旋转椭球面和组合面。程序使用者可结合工程经验方便地确定可能的滑面,对工程上可能的多个滑动方向进行计算。同时可考虑地下水作用、地震等因素。水库库岸滑坡区分析算例表明,该方法及SSA-3D程序适合处理三维边坡稳定性评价问题。关键词边坡稳定性评价,三维分析,极限平衡法中图法分类号TU457作者简介冯树仁,男,1944年生。1967年毕业于中国科技大学近代力学系,中国科学院武汉岩土力学研究所副研究员,从事岩石力学和工程方面的研究工作。FengShurenFengDingxiangGeXiurunGuXianron
3、g(InstituteofRockandSoilMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Wuhan,430071)AbstractInthispaperathree-dimensionallimitequilibriummethodispresentedforstabilityassessmentoftheslopewithdistinctspatialfeatures.Fourtypesofslidingsurfacescanbeusedinthismethod,namely,theknowndiscont
4、inuity,sphere,rotationalellipsoid,andcompositesurface.Theuseroftheprogramcaneasilyselectthepossibleslidingsurfacewiththehelpofhisexperience.Calculationcanbeconductedonaseriesofslidingdirectionspossiblefromtheengineeringviewpoint.Seepageandseismicforcesandotherfactorsareconsi
5、dered.Anexampleofanalysisofareservoirbankslopedisplaysthattheproposedmethodissuitablefor3Dtreatment.Keywordsassessmentofslopestability,three-dimensionalanalysis,limitequilibriummethod一组等间距的、平行于OXZ的平面,与另一组等1序言间距的、平行于OYZ的平面构成了铅垂条块的侧面。边坡稳定性评价是国民经济建设中一个常见的问条块顶面(O′A′B′C′)是坡面的一部分,
6、其底面题,在工程实践中常常作为二维问题来处理。虽然在(OABC)则是滑面的一部分。条块在水平面OXY上的一般情况下二维处理能够满足工程要求,但严格地讲,投影是一个正方形(图1,图2)。边坡稳定性分析是一个三维问题,特别是对于具有复杂几何形状的情况更是如此。为此,国内外皆有人对[1]此进行研究,如ChenandChameau(1982),Hutchin-[2][3]sonandSarma(1985),Xing(1988)andHungr(1987,[4,5]1989)。本文对边坡稳定性的三维极限平衡方法进行了探讨,提出了计算方法、程序和算例。三维
7、极限平衡法采用铅垂条块,所做的假设反映了三维稳定性的实质,公式的数学表达比较简洁。编制了程序SSA-3D。在搜索中考虑了几种类型的滑面形状,使用者可以根据经图1滑体与坐标系验确定可能的滑体范围。该方法考虑了工程上可能的Fig.1Slidingbodyandcoordinatesystem滑动方向、地下水作用、地震等因素。2.2空间曲面的表示在计算中用到的空间曲面:坡面、天然不连续面、2滑面类型与滑面的确定地下水水位面,均作为初始数据给出,即给出该曲面的2.1坐标系和条块剖分坐标系的选取使OXY在水平面内,X轴与滑动方向一致,与Y,Z轴构成右手系
8、,Z轴铅直向上。到稿日期:1998-12-18657658岩土工程学报1999年标高,作为二维数组,定义在OXY水平面内的正方形网格的各个中心点上。图
